CN113281217A - 一种浆液密度连续在线自动测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浆液密度连续在线自动测量装置及方法,它属于浆液密度测量领域。本发明打开浆液取用泵、第六阀门、第四阀门，浆液取用泵抽取浆液通过浆液管道入口流至内筒，当内筒的浆液充满时，浆液溢流至外筒，当外筒的浆液达到液位传感器时，浆液抽取泵停止运行，压力测量装置开始测量并传至脱硫控制系统，从而计算出浆液的密度ρ。本发明结构设计简单合理，装置可靠性好、测量结果准确、长期稳定连续自动测量，满足使用需求。

Description

一种浆液密度连续在线自动测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种装置及方法，尤其是涉及一种浆液密度连续在线自动测量装置及方法，它属于浆液密度测量领域。

背景技术

石灰石-石膏湿法脱硫工艺具有脱硫效率高、运行可靠性高、适用煤种范围广、吸收剂利用率高、设备运转率高和吸收剂价廉易得等诸多优点，是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的SO₂脱除技术，约占已安装 FGD 机组容量的90%。石灰石浆液密度直接影响着脱硫系统的SO₂去除率，对脱硫系统运行的稳定性、经济性和运行效率均有很大影响。

现阶段，浆液密度的在线测量一般采用法兰连接式的压差测量法，在吸收塔上开孔安装，此方法可靠性较差，测量装置在吸收塔内部，测量装置损坏率高且检修维护难度较大，且脱硫系统在运行过程中浆液循环泵、冲洗水运行等，对测量装置的压差信号影响较大，时常出现信号跃变，影响测量结果的准确性。如申请号为201610212492.X的中国专利，提出了根据公式P=ρgh，可得出浆液的密度，采用塔外压力式测试浆液密度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计简单合理，装置可靠性好、测量结果准确、长期稳定连续自动测量的浆液密度连续在线自动测量装置及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该浆液密度连续在线自动测量装置，包括吸收塔、浆液取用泵、工艺水箱、第六阀门、第三阀门、内筒、外筒、浆液排出管、浆液排出泵、浆液回用泵、浆液储存罐、液位传感器和脱硫控制系统，所述浆液取用泵入口分别与吸收塔、工艺水箱连接，且第六阀门安装在浆液取用泵入口和吸收塔之间，第三阀门安装在浆液取用泵入口和工艺水箱之间；内筒安装在外筒内部，浆液排出管与浆液排出泵的入口连接，浆液排出泵的出口与浆液储存罐连接，液位传感器安装在外筒上，其特征在于：还包括浆液输入管、第四阀门、压力测量装置、第一阀门、第二阀门、第九阀门、第七阀门、冲洗装置和第五阀门，所述浆液取用泵出口与浆液输入管连接，且第四阀门安装在浆液取用泵出口和浆液输入管之间，压力测量装置安装在内筒的底部；第一阀门和第二阀门分别安装在浆液排出管和浆液排出泵之间；浆液回用泵的入口分别与浆液储存罐、工艺水箱连接，且在各自中间分别安装第二阀门和第九阀门，浆液回用泵的出口与吸收塔连接，且中间设置第七阀门；浆液取用泵出口和第五阀门之间接出管线，连接冲洗装置，且在冲洗装置之前安装第五阀门；第三阀门、第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、浆液取用泵、液位传感器均与脱硫控制系统连接，通过脱硫控制系统进行控制。

作为优选，本发明还包括搅拌器，所述搅拌器设置在浆液储存罐内部。

作为优选，本发明还包括第八阀门，所述第八阀门设置在浆液储存罐与浆液回用泵之间。

作为优选，本发明所述液位传感器安装在外筒的管壁上，且液位传感器的位置低于外筒的筒口高度。

作为优选，本发明所述外筒底部呈喇叭状，内筒和外筒的底部均设有排出口，连接浆液排出管。

作为优选，本发明所述内筒和外筒材质均为玻璃钢或者不锈钢；材质需要防腐耐磨。

作为优选，本发明所述脱硫控制系统采用DCS系统或PLC系统。

本发明还提供一种浆液密度连续在线自动测量的方法，其特征在于：具体工作过程如下：S1：首先，关闭第三阀门和第五阀门，打开第四阀门和第六阀门，启动浆液取用泵，控制浆液流速，浆液通过浆液输入管排至内筒内；当内筒内浆液注满时溢流至外筒，外筒中的浆液高度达到液位传感器时，关停浆液取用泵并关闭第六阀门，并同步开启压力测量装置，将压力测量装置的结果P传输至脱硫控制系统，通过内置的计算程序P=ρgh，自动计算出浆液密度ρ；

S2：当计算出浆液密度ρ后，停止压力测量装置数据测量，打开第一阀门和第二阀门，并启动浆液排出泵，将内筒和外筒中浆液排至浆液储存罐，当内筒和外筒的浆液排空时，关停浆液排出泵，并关闭第一阀门和第二阀门；

S3：打开第三阀门、第四阀门，启动浆液取用泵，通过浆液输入管先对内筒进行冲洗；当内筒冲洗水溢流时，打开第五阀门，同步对外筒进行冲洗；当外筒水位达到液位传感器时，关停浆液取用泵，并关闭第三阀门、第四阀门和第五阀门，打开第一阀门、第二阀门，启动浆液排出泵，将内筒和外筒的冲洗水排至浆液储存罐内；重复执行步骤S3的操作N次直至将内筒和外筒冲洗洁净；

S4：通过脱硫控制系统设置一定的时间T，S3结束了计时，当时间到达T时，及可重新开始S1-S3，开始测量浆液的密度ρ,如此执行步骤S1-S4，可循环实现浆液密度的在线连续自动测量。

作为优选，本发明当浆液储存罐内浆液的液位较高时或脱硫系统需要补充浆液时手动操作；打开第七阀门、打开第八阀门，关闭第九阀门，启动浆液回用泵，将浆液储存罐内的浆液排至吸收塔内回用，当浆液储存罐内浆液回用结束后，关停浆液回用泵和第八阀门；打开第九阀门、关闭第三阀门，启动浆液回用泵，利用工艺水箱的工艺水对管道进行冲洗，防止浆液储存罐至系统塔之间的管道因浆液滞留导致堵塞，冲洗结束后，关闭第九阀门和浆液回用泵。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）整体结构设计简单合理，装置可靠性好、测量结果准确、长期稳定连续自动测量；（2）根据浆液密度连续自动测量装置及方法，打开浆液取用泵、第六阀门、第四阀门，浆液取用泵抽取浆液通过浆液管道入口流至内筒，当内筒的浆液充满时，浆液溢流至外筒，当外筒的浆液达到液位传感器时，浆液抽取泵停止运行，压力测量装置开始测量并传至脱硫控制系统，脱硫控制系统根据设定的计算公式P=ρgh，其中，P是实时测量值、g是常数、h是设定的内管高度，从而计算出浆液的密度ρ；（3）当浆液密度ρ测量完成后，排空内筒及外筒的浆液至浆液储存罐，并使用工艺水对测量装置进行冲洗，防止浆液在内筒和外筒结垢影响测量的准确性；（4）浆液储存罐内设置搅拌器，防止浆液在储存罐沉积，储存罐浆液及冲洗水通过浆液排出泵，不定时回用至脱硫系统，作为脱硫系统浆液补充使用，主要是根据吸收塔的浆液吸取量及水平衡情况决定，避免直接回用至吸收塔从而破坏系统的水平衡；（5）通过脱硫控制系统对测量系统进行自动控制，实现了浆液密度的连续自动循环测量，指导实际运行过程中浆液密度的有效控制。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例中浆液储存罐的结构示意图。

图中：内筒1，外筒2，液位传感器3，压力测量装置4，冲洗装置5，浆液输入管6，浆液排出管7，浆液储存罐8，第一阀门9，第二阀门10，浆液排出泵11，浆液回用泵12，第三阀门13，第四阀门14，第五阀门15，第六阀门16，浆液取用泵17，工艺水箱18，脱硫控制系统19，第七阀门20，搅拌器21，第八阀门22，第九阀门23，吸收塔24。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

参见图1至图2，本实施例浆液密度连续在线自动测量装置主要包括浆液输入管6、第四阀门14、压力测量装置4、第一阀门9、第二阀门10、第九阀门23、第七阀门20、冲洗装置5、第五阀门15、浆液取用泵17、工艺水箱18、第六阀门16、第三阀门13、内筒1、外筒2、浆液排出管7、浆液排出泵11、浆液回用泵12、浆液储存罐8、液位传感器3和脱硫控制系统19，浆液取用泵17入口分别与吸收塔24、工艺水箱18连接，且第六阀门16安装在浆液取用泵17入口和吸收塔24之间，第三阀门13安装在浆液取用泵17入口和工艺水箱18之间；内筒1安装在外筒2内部，浆液排出管7与浆液排出泵11的入口连接，浆液排出泵11的出口与浆液储存罐8连接，液位传感器3安装在外筒2上。

本实施例浆液取用泵17出口与浆液输入管6连接，且第四阀门14安装在浆液取用泵17出口和浆液输入管6之间，压力测量装置4安装在内筒1的底部，用于测量内筒1造成的压强。

本实施例第一阀门9和第二阀门10分别安装在浆液排出管7和浆液排出泵11之间；浆液回用泵12的入口分别与浆液储存罐8、工艺水箱18连接，且在各自中间分别安装第二阀门10和第九阀门23，浆液回用泵12的出口与吸收塔24连接，且中间设置第七阀门20；浆液取用泵17出口和第五阀门15之间接出管线，连接冲洗装置5，且在冲洗装置5之前安装第五阀门15。

本实施例第三阀门13、第一阀门9、第二阀门10、第四阀门14、第五阀门15、第六阀门16、浆液取用泵17、液位传感器3均与脱硫控制系统19连接，通过脱硫控制系统19进行控制。

本实施例搅拌器21设置在浆液储存罐8内部，防治浆液在浆液储存罐8内沉淀；第八阀门22设置在浆液储存罐8与浆液回用泵12之间。

本实施例液位传感器3安装在外筒2的管壁上，且液位传感器3的位置低于外筒2的筒口高度；液位传感器3与脱硫控制系统19连接，液位传感器3的位置高于内筒1顶部、低于旋转冲洗装置5。

本实施例外筒2底部呈喇叭状，内筒1和外筒2的底部均设有排出口，连接浆液排出管7；外筒2的上口处设有阔口部，防止浆液和冲洗水飞溅；内筒1置于外筒2内部的中间层设有空洞，用于浆液自流至喇叭状外筒底。

本实施例浆液入口管道位置内筒1入口正上方，管道入口位置高于内筒1；内筒1和外筒2材质均为玻璃钢或者不锈钢。材质需要防腐耐磨。

本实施例浆液回用泵12分别与浆液储存罐8和工艺水箱18连接，目的分别是将浆液储存罐8内浆液排至吸收塔24内、用工艺水将浆液回用泵12前后的管道冲洗干净。

本实施例脱硫控制系统19采用DCS系统或PLC系统。

本实施例实现了浆液密度自动测量的方法是：浆液通过浆液取用泵17输送至内筒1，浆液充满内筒1时开始溢流至外筒2，当浆液达到外筒2设置的液位传感器3时，关停浆液取用泵17并关闭第四阀门14。此时压力传感器4监测的压力值P传输至脱硫控制系统19，脱硫控制系统19接收到传输过来的压力值P，通过内置的计算程序P=ρgh，自动计算出浆液密度ρ。

本实施例工作流程包括以下步骤：

S1：首先，关闭第三阀门13和第五阀门15，打开第四阀门14和第六阀门16，启动浆液取用泵17，控制浆液流速，浆液通过浆液输入管6排至内筒1内。当内筒1内浆液注满时溢流至外筒2，外筒2中的浆液高度达到液位传感器3时，关停浆液取用泵17并关闭第六阀门16，并同步开启压力测量装置4，将压力测量装置4的结果P传输至脱硫控制系统19，通过内置的计算程序P=ρgh，自动计算出浆液密度ρ；

S2：当计算出浆液密度ρ后，停止压力测量装置4数据测量，打开第一阀门9和第二阀门10，并启动浆液排出泵11，将内筒1和外筒2中浆液排至浆液储存罐8，当内筒1和外筒2的浆液排空时，关停浆液排出泵11，并关闭第一阀门9和第二阀门10。

S3：打开第三阀门13、第四阀门14，启动浆液取用泵17，通过浆液输入管6先对内筒1进行冲洗。当内筒1冲洗水溢流时，打开第五阀门15，同步对外筒2进行冲洗。当外筒2水位达到液位传感器3时，关停浆液取用泵17，并关闭第三阀门13、第四阀门14和第五阀门15，打开第一阀门9、第二阀门10，启动浆液排出泵11，将内筒1和外筒2的冲洗水排至浆液储存罐8内。重复执行步骤3的操作N（N可以根据实际情况设置）次直至将内筒1和外筒2冲洗洁净。

S4：通过脱硫控制系统19设置一定的时间T，步骤3结束了计时，当时间到达T时，及可重新开始步骤1-3，开始测量浆液的密度ρ,如此执行步骤1-4，可循环实现浆液密度的在线连续自动测量。

S5：此步骤是手动操作，当浆液储存池8内的浆液液位较高时或脱硫系统需要补充浆液时手动执行。打开第七阀门20、打开第八阀门22，关闭第九阀门23，启动浆液回用泵12，将浆液储存池8内的浆液排至吸收塔24内回用，当浆液储存池8内浆液回用结束后，关停浆液回用泵12和第八阀门22。打开第九阀门23、关闭第三阀门13，启动浆液回用泵12，利用工艺水箱18的工艺水对管道进行冲洗，防止浆液储存罐8至系统塔之间的管道因浆液滞留导致堵塞，冲洗结束后，关闭第九阀门23和浆液回用泵12。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种浆液密度连续在线自动测量装置，包括吸收塔（24）、浆液取用泵（17）、工艺水箱（18）、第六阀门（16）、第三阀门（13）、内筒（1）、外筒（2）、浆液排出管（7）、浆液排出泵（11）、浆液回用泵（12）、浆液储存罐（8）、液位传感器（3）和脱硫控制系统（19），所述浆液取用泵（17）入口分别与吸收塔（24）、工艺水箱（18）连接，且第六阀门（16）安装在浆液取用泵（17）入口和吸收塔（24）之间，第三阀门（13）安装在浆液取用泵（17）入口和工艺水箱（18）之间；内筒（1）安装在外筒（2）内部，浆液排出管（7）与浆液排出泵（11）的入口连接，浆液排出泵（11）的出口与浆液储存罐（8）连接，液位传感器（3）安装在外筒（2）上，其特征在于：还包括浆液输入管（6）、第四阀门（14）、压力测量装置（4）、第一阀门（9）、第二阀门（10）、第九阀门（23）、第七阀门（20）、冲洗装置（5）和第五阀门（15），所述浆液取用泵（17）出口与浆液输入管（6）连接，且第四阀门（14）安装在浆液取用泵（17）出口和浆液输入管（6）之间，压力测量装置（4）安装在内筒（1）的底部；第一阀门（9）和第二阀门（10）分别安装在浆液排出管（7）和浆液排出泵（11）之间；浆液回用泵（12）的入口分别与浆液储存罐（8）、工艺水箱（18）连接，且在各自中间分别安装第二阀门（10）和第九阀门（23），浆液回用泵（12）的出口与吸收塔（24）连接，且中间设置第七阀门（20）；浆液取用泵（17）出口和第五阀门（15）之间接出管线，连接冲洗装置（5），且在冲洗装置（5）之前安装第五阀门（15）；第三阀门（13）、第一阀门（9）、第二阀门（10）、第四阀门（14）、第五阀门（15）、第六阀门（16）、浆液取用泵（17）、液位传感器（3）均与脱硫控制系统（19）连接，通过脱硫控制系统（19）进行控制。

2.根据权利要求1所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：还包括搅拌器（21），所述搅拌器（21）设置在浆液储存罐（8）内部。

3.根据权利要求1所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：还包括第八阀门（22），所述第八阀门（22）设置在浆液储存罐（8）与浆液回用泵（12）之间。

4.根据权利要求1所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：所述液位传感器（3）安装在外筒（2）的管壁上，且液位传感器（3）的位置低于外筒（2）的筒口高度。

5.根据权利要求1所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：所述外筒（2）底部呈喇叭状，内筒（1）和外筒（2）的底部均设有排出口，连接浆液排出管（7）。

6.根据权利要求1所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：所述内筒（1）和外筒（2）材质均为玻璃钢或者不锈钢。材质需要防腐耐磨。

7.根据权利要求1所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：所述脱硫控制系统（19）采用DCS系统或PLC系统。

8.一种浆液密度连续在线自动测量的方法，采用权利要求1-7任意一项所述的浆液密度连续在线自动测量装置，其特征在于：具体工作过程如下：

S1：首先，关闭第三阀门（13）和第五阀门（15），打开第四阀门（14）和第六阀门（16），启动浆液取用泵（17），控制浆液流速，浆液通过浆液输入管（6）排至内筒（1）内；当内筒（1）内浆液注满时溢流至外筒（2），外筒（2）中的浆液高度达到液位传感器（3）时，关停浆液取用泵（17）并关闭第六阀门（16），并同步开启压力测量装置（4），将压力测量装置（4）的结果P传输至脱硫控制系统（19），通过内置的计算程序P=ρgh，自动计算出浆液密度ρ；

S2：当计算出浆液密度ρ后，停止压力测量装置（4）数据测量，打开第一阀门（9）和第二阀门（10），并启动浆液排出泵（11），将内筒（1）和外筒（2）中浆液排至浆液储存罐（8），当内筒（1）和外筒（2）的浆液排空时，关停浆液排出泵（11），并关闭第一阀门（9）和第二阀门（10）；

S3：打开第三阀门（13）、第四阀门（14），启动浆液取用泵（17），通过浆液输入管（6）先对内筒（1）进行冲洗；当内筒（1）冲洗水溢流时，打开第五阀门（15），同步对外筒（2）进行冲洗；当外筒（2）水位达到液位传感器（3）时，关停浆液取用泵（17），并关闭第三阀门（13）、第四阀门（14）和第五阀门（15），打开第一阀门（9）、第二阀门（10），启动浆液排出泵（11），将内筒（1）和外筒（2）的冲洗水排至浆液储存罐（8）内；重复执行步骤S3的操作N次直至将内筒（1）和外筒（2）冲洗洁净；

S4：通过脱硫控制系统（19）设置一定的时间T，S3结束了计时，当时间到达T时，及可重新开始S1-S3，开始测量浆液的密度ρ,如此执行步骤S1-S4，可循环实现浆液密度的在线连续自动测量。

9.根据权利要求8所述的浆液密度连续在线自动测量的方法，其特征在于：当浆液储存罐（8）内浆液的液位较高时或脱硫系统需要补充浆液时手动操作；打开第七阀门（20）、打开第八阀门（22），关闭第九阀门（23），启动浆液回用泵（12），将浆液储存罐（8）内的浆液排至吸收塔（24）内回用，当浆液储存罐（8）内浆液回用结束后，关停浆液回用泵（12）和第八阀门（22）；打开第九阀门（23）、关闭第三阀门（13），启动浆液回用泵（12），利用工艺水箱（18）的工艺水对管道进行冲洗，防止浆液储存罐（18）至系统塔之间的管道因浆液滞留导致堵塞，冲洗结束后，关闭第九阀门（23）和浆液回用泵（12）。

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